MARIA DE F A T I M A NASCIMENTO DE SOUSA
ESTUDO DA I N F L U E N C I A DO TEMPO DE DETENCAO NO COMPORTA MENTO DE NUTRIENTES AO LONGO DE UMA S S R I E DE LAGOAS DE E S T A B I L I Z A C A O . - LAGOAS PROFUNDAS D i s s e r t a q a o a p r e s e n t a d a ao C u r s o de M e s t r a d o em E n g e n h a r i a C i v i l d a U n i v e r s i d a d e F e d e r a l d a P a r a i b a , e r c u m p r i m e n t o as e x i g e n c i a s p a r a o o t e n q a o do g r a u de M e s t r e .
AREA DE CONCENTRACAO: RECURSOS H I D R I C O S
ORIENTADORES: PROF. SALOMAO ANSELMO S I L V A PROF- ANNE MARIE KONIG
CAMP I N A GRANDE - PB 19 88
ESTUDO DA INFLU@NCIA DO TEMPO DE DETENCAO NO COMPORTAMENTO DE NUTRIENTES AO LONGO DE UMA
S 6 R I E DE LAGOAS DE E S T A B I L I Z A C A O PROFUNDAS
MARIA DE F A T I M A NAS CIMENTO DE SOUSA
DISSERTACAO APROVADA EM 2 7 / 1 0 / 8 8
CAMPINA GRANDE - PB
AGRADE CIMEN TO S Ao p r o f e s s o r S a l o m a o A n s e l m o S i l v a p e l a c o n t r i b u i c a o , a p o i o e f a c i l i d a d e ao a c e s s o de d a d o s da EXTRABES, e a p r o f e s s o r a A n n e m a r i e K o n i g p e l a o r i e n t a c a o , d e d i c a c a o e a b n e g a v e l e s p i r i t o de l u t a n o d e c o r r e r d e s s e t r a b a l h o . Ao p r o f e s s o r R u i de O l i v e i r a p e l a o r i e n t a c a o i m p r e s c i n d i v e l e i n c a n s a v e l a p o i o . ft " A D r . R a f a e l S e n n e r de A r a u j o - P r e s i d e n t e do C o n s e l h o R e g i o n a l de Q u i m i c a - 1 - R e g i a o , p e l o i n c e n t i v o . A e q u i p e d a EXTRABES, p e l o c a r i n h o e c o n t r i b u i c a o d a d a d u r a n t e a p e s q u i s a , e com g r a t i d a o a J o s e T a v e i r a L e j . t e , p e l o a p o i o n o s t r a b a l h o s de c a m p o . Aos c o m p a n h e i r o s de m e s t r a d o I v e t e V a s c o n c e l o s , W e l l i n g t o n F a r i a s , e em e s p e c i a l a G e r m a n o C r u z , p e l o a_ p o i o e a m i z a d e . Aos o r g a o s c o n v e n e n t e s d a EXTRABES p e l o s u p o r t e f i n a n c e i r o : - U n i v e r s i d a d e F e d e r a l d a P a r a i b a - C o m p a n h i a de A g u a e E s g o t o s da P a r a i b a - CAGEPA S u p e r i n t e n d e n c i a de D e s e n v o 1 v i m e n t o do N o r d e s t e -SUDENE
C o n s e l h o N a c i o n a l de D e s e n v o l v i m e n t o C i e n t i f i c o e T e c n o l o g i c o - CNPq F i n a n c i a d o r a de E s t u d o s e P r o j e t o s - F I N E P F u n d o de I n c e n t i v o a P e s q u i s a T e c n i c o - C i e n t l f i c a - F I P E C - B a n c o d o B r a s i l S.A. P r o g r a m a d e D e s e n v o l v i m e n t o C i e n t i f i c o e T e c n o l o g i c o p a r a o N o r d e s t e - PDCT/NE.
OFE RE CIMENTO A m i n h a mae, C a r m i n h a S o u s a , s e r i n i g u a l a v e l , q u e e n t r e t a n t a s c o i s a s , me d e u a v i d a . A meu p a i , e meu i r m a o R o b e r t o " i n m e m o r i a m " , e a meus o u t r o s s e t e i r m a o s . A J o a o de D e u s , c o m p a n h e i r o de t o d a s as h o r a s , p e l a c o m p r e e n s a o , a p o i o , e p o r r e a l i z a r - m e como p e s s o a .
RESUMO E s t a p e s q u i s a t e v e como o b j e t i v o o e s t u d o da i n f l u e n c i a do t e m p o de d e t e n c a o no c o m p o r t a m e n t o de n u t r i e n t e s ao l o n g o de uma s e r i e de c i n c o l a g o a s de e s t a b i 1 i z a c a o p r o f u n d a s , em e s c a l a p i l o t o , t r a t a n d o e s g o t o d o m e s t i c o b r u t o . E s t e t r a b a l h o t e v e como b a s e o e s t u d o d a e f i c i e n c i a de r e m o c a o de n i t r o g e n i o e f o s f o r o , i n c l u s i v e e s t a d o de n i t r i f i c a c a o n o s e f l u e n t e s d o s v a r i o s e s t a g i o s da s e r i e , com o s i s t e m a o p e r a d o com t e m p o s de d e t e n c a o h i d r a u l i c a t o t a l de 25 e 40 d i a s . A v a r i a c a o d i u r n a d a s f o r m a s de n i t r o g e n i o e f o s f o r o , f o r a m t a m b e m e s t u d a d a s no e x p e r i m e n t o com t e m p o de d e t e n c a o h i d r a u l i c a t o t a l de 40 d i a s . 0 s i s t e m a e x p e r i m e n t a l n o q u a l a p e s q u i s a f o i r e a l i z a d a c o n s i s t i u de c i n c o l a g o a s d i s p o s t a s em s e r i e , s e n d o a p r i m e i r a uma l a g o a a n a e r o b i a ( A ^ ) , s e g u i d a de uma f a c u l t a t i v a s e c u n d a r i a ( F ^ ) e t r e s ( 3 ) de m a t u r a c a o , Mg e . 0 s i s t e m a e s t a v a l o c a l i z a d o n a E s t a c a o E x p e r i m e n t a l de T r a t a m e n t o s B i o l o g i c o s de E s g o t o s S a n i t a r i o s ( E X T R A B E S ) n a c i d a d e de C a m p i n a G r a n d e , P a r a i b a , B r a s i l ( 7 ° 1 3 ' l l " S , 3 9 ° 5 2 ' 3 1 " 0 ) . A p r o f u n d i d a d e d a s l a g o a s e r a de 2,20 m. P a r a a t e n d e r a o s o b j e t i v o s da p e s q u i s a f o r a m l e v a d o s a e f e i t o d o i s t i p o s de E x p e r i m e n t o : o t i p o 1 , c o n s i £ t i n d o no m o n i t o r a m e n t o d o s e f l u e n t e s da s e r i e p a r a d o i s p_e r i o d o s e x p e r i m e n t a i s , e o t i p o 2, s o b r e a d i s t r i b u i c a o v e r
t i c a l de p a r a m e t r o s r e a l i z a d o a p e n a s n o s e g u n d o p e r i o d o ex p e r i m e n t a l . % "Os r e a t o r e s p e s q u i s a d o s n o p T i m e i r o p e r i o d o e x p e r i m e n t a l - d e J a n e i r o a d e z e m b r o de 1 9 8 6 - com t e m p o de de t e n c a o h i d r a u l i c a t o t a l de 25 d i a s , a p r e s e n t a v a m c a r g a s o r g a n i c . as s u p e r f i c i ' a i s e n t r e 6 3 8 e 97 k g . D B O ^ / h a . d , e n q u a n t o q u e n o s e g u n d o p e r i o d o e x p e r i m e n t a l - J a n e i r o a d e z e m b r o de 1 9 8 7 - o t e m p o de d e t e n c a o t o t a l f o i d e 4 0 d i a s , e as c a r g a s o r g a n i c a s v a r i a r a m de 4 7 4 , 8 a 5 2 , 5 k g . D B O ^ / h a . d . 0 t r a b a l h o de campo c o n s i s t i u n o l e v a n t a m e n t o d o s s e g u i n t e s p a r a m e t r o s : n i t r o g e n i o a m o n i a c a l , n i t r o g e n i o n i t r i c o , o r t o f o s f a t o s o l u v e l , f o s f o r o t o t a l , t e m p e r a t u r a , pH, o x i g e n i o d i s s o l v i d o e c l o r o f i l a a.. F o i o b s e r v a d o q u e o s i s t e m a d e l a g o a s p r o f u n d a s n a o f o i e f i c i e n t e n a r e m o c a o de n u t r i e n t e s , t a n t o com 25 d i a s como com 4 0 d i a s de d e t e n c a o h i d r a u l i c a , e m b o r a q u e com 40 d i a s as e f i c i e n c i a s de r e m o c a o t e n h a m s i d o urn p o u c o m a i o r e s c o m p a r a d a s com as do p r i m e i r o p e r i o d o . As c o n c e n t r a c o e s de a m o n i a n a o a t i n g i r a m v a l o r e s c o n s i d e r a d o s t o x i c o s a p o p u l a c a o d e a l g a s , e a o c o r r e n c i a do p r e c e s s o d e n i t r i f i c a c a o f o i o b s e r v a d o e v e n t u a l m e n t e , n o s d o i s p e r i o d o s e x p e r i m e n t a i s . Tambem n a o f o r a m v e r i f i c a d a s r e m o c o e s e x p r e s s i v a s n o c o n t e u d o d e f o s f o r o t o t a l .
ABSTRACT The a i m o f t h i s w o r k t o s t u d y t h e e f f e c t o f h y d r a u l i c r e t e n t i o n t i m e on p h o s p h o r u s a n d n i t r o g e n r e m o v a l i n a s e r i e o f p i l o t s c a l e d e e p w a s t e s t a b i l i z a t i o n p o n d s t r e a t i n g r a w s e w a g e . T h e p o n d s y s t e m , c o m p r i s i n g a n a n a e r o b i c p o n d ( A ^ ) f o l l o w e d b y a f a c u l t a t i v e ( F ^ ) a n d t h r e e m a t u r a t i o n p o n d s (M-,, MQ a n d M ) w a s l o c a t e d a t EXTRABES ( E s t a c a o E x p e r i m e n t o y — t a l de T r a t a m e n t o s B i o l o g i c o s de E s g o t o s S a n i t a r i o s ) - Cam p i n a G r a n d e - P a r a i b a N o r t h e a s t B r a z i l ( 7 ° 1 3,1 1 " S , 3 9 ° 5 2 ' 3 1 " W ) . P o n d s w e m - 2 . 2 0 m d e e p . F i e l d w o r k w a s c a r r i e d o u t u n d e r t w o d i f f e r e n t mean h y d r a u l i c r e t e n t i o n t i m e s : 25 d a y s ( J a n u a r y - D e c e m b e r 1 9 8 6 ) a n d 40 d a y s ( J a n u a r y - D e c e m b e r 1 9 8 7 ) . P o n d a r e a l l o a d v a r i e d f r o m 6 3 8 ( p o n d A7) t o 97 k g D B O _ . h a "1. d ~1 ( p o n d M ) a n d 475 t o 52 k g DBO^-ha . d ^ f o r t h e f i r s t a n d s e c o n d e x p e r i m e n t a l p e r i o d r e s p e c t i v e l y . D u r i n g t h e f i r s t p e r i o d o n l y p o n d e f f l u e n t s w e r e m o n i t o r i n g , d u r i n g t h e s e c o n d , e x p e r i m e n t s o n t h e v e r t j i c a l di-s t r i b u t i o n o f t h e p a r a m e t e r s w e r e a l s o c o n s i d e r e d . A m o n i a c a l n i t r o g e n a n d n i t r a t e , s o l u b l e o r t h o p h o s p h a t e , t o t a l p h o s p r o r u s , p H , d i s s o l v e d o x y g e n , t e m p e r a t u r e a n d c h l o r o p h y l l a w e r e a n a l y s e d . N u t r i e n t r e m o v a l w a s n o t e f f i c i e n t w i t h e i t h e r o f t h e b y h y d r a u l i c r e t e n t i o n t i m e s s t u d i e d .
A m o n i a c a i n i t r o g e n c o n c e n t r a t i o n w e r e n o t t o x i a l g a l p o p u l a t i o n a n d n i t r i f i c a t i o n o c c u r e d e v e n t u a l l y
I N D I C E P a g i n a 1 - INTRODUCAO 1 2 - REVISAO B I B L I O G R A F I C A 3 2.1 - N i t r o g e n i o e F o s f o r o 3 2.2 - E u t r o f i z a c a o como C o n s e q u e n c i a d e D e s p e j o s C o n t e n d o N i t r o g e n i o e F o s f o r o 4 2.3 - C i c l o d o N i t r o g e n i o n a N a t u r e z a 6 2 . 3 . 1 - C i c l o do n i t r o g e n i o em s i s t e m a s a_ ' q u a t i c o s 9 2.4 - R e m o c a o de N i t r o g e n i o em L a g o a s d e E s t a b i _ l i z a c a o 13 2 . 4 . 1 - R e m o c a o de n i t r o g e n i o p o r v o l a t i l i _ z a c a o da a m o n i a 14 2 . 4 . 2 - R e m o c a o d e n i t r o g e n i o p o r n i t r i f _ i c a c a o / d e s n i t r i f i c a c a o 17 2 ; 4 . 3 - U t i l i z a c a o d a s f o r m a s de n i t r o g e n i o p o r m i c r o r g a n i s m o s a q u a t i c o s . 18 2.5 - 0 C i c l o do F o s f o r o n a N a t u r e z a e em S i s t e mas a q u a t i c o s 19 2.6 - R e m o c a o d e F o s f o r o em L a g o a s de E s t a b i l i z a _ c ao 22 2 . 6 . 1 - U t i l i z a c a o d a s f o r m a s de f o s f o r o p o r m i c r o r g a n i s m o s a q u a t i c o s 24
2 g i i: a 3 - M A T E R l A l S E METODOS 26 3 . 1 - D e s c r i c a o do S i s t e m a E x p e r i m e n t a l 26 3.2 - A l i m e n t a c a o d a s L a g o a s 26 3.3 - M e t o d o l o g i a d a P e s q u i s a 30 3 . 3 . 1 - C a r a c t e r i z a c a o d o s t i p o s de E x p e r i . m e n t o . 3 1 3.3.2 - C o l e t a de a m o s t r a s 32 3 . 3 . 2 . 1 - C o l e t a de a m o s t r a s no Ex p e r i m e n t o t i p o 1 32 3 . 3 . 2 . 2 - C o l e t a de a m o s t r a s p a r a o e s t u d o d a d i s t r i b u i c a o t- v e r t i c a l de p a r a m e t r o s ( E x p e r i m e n t o t i p o 2 ) ... 32 3.3.3 - M e d i c a o de t e m p e r a t u r a ao l o n g o d a p r o f u n d i d a d e • 33 3.3.4 - D e s c r i c a o d a p l a t a f o r m a m o v e l de c o l e t a 34 3.3.5 - M e t o d o s a n a l i t i c o s 35 3 . 3 . 5 . 1 - pH 35 3 . 3 . 5 . 2 - O x i g e n i o d i s s o l v i d o .... 37 3 . 3 . 5 . 3 - T e m p e r a t u r a 37 3 . 3 . 5 . 4 - D e m a n d a B i o q u i m i c a de 0 x i g e n i o - DBO^ 37 3 . 3 . 5 . 5 - V e l o c i d a d e do v e n t o .... 38 3 . 3 . 5 . 6 - R a d i a c a o s o l a r 38 3 . 3 . 5 . 7 - N i t r o g e n i o a m o n i a c a l ... 39 3 . 3 . 5 . 8 - N i t r a t o 39
V a g i n a
3 . 3 . 5 . 9 - F o s f o r o 39
3 . 3 . 5 . 1 0 - C l o r o f i l a a 4 0
3 . 3 . 5 . 1 1 - I d e n t i f i c a c ao e c o n t a g e m
de a l g a s 4 2
4 - APRE SENTACAO E- ANALISE DOS RESULTADOS 4 3
4 . 1 - E x p e r i m e n t o T i p o 1 4 3 4 . 1 . 1 - D a d o s m e t e o r o 1 o g i c o s 4 3 4 . 1 . 2 - T e m p e r a t u r a d a s a m o s t r a s 4 3 4 . 1 . 3 - pH 4 6 4 . 1 . 4 - N i t r o g e n i o a m o n i a c a l 4 7 4 . 1 . 5 - N i t r o g e n i o n i t r i c o 5 0 4 . 1 . 6 - O r t o f o s f a t o s o l u v e l 5 1 4 . 1 . 7 - F o s f o r o t o t a l 5 2 4 . 1 . 8 - C l o r o f i l a a 5 4 4 . 2 - E x p e r i m e n t o T i p o 2 5 5 4 . 2 . 1 - A v a l i a c a o d o s d a d o s m e t e o r o 1 o g i c o s 5 5 4 . 2 . 2 - L a g o a a n a e r o b i a ( A ^ ) 5 9 4 . 2 . 2 . 1 - N i t r o g e n i o a m o n i a c a l ... 6 0 4 . 2 . 2 . 2 - N i t r o g e n i o n i t r i c o 6 1 4 . 2 . 2 . 3 - O r t o f o s f a t o s o l u v e l .... 6 2 4 . 2 . 2 . 4 - F o s f o r o t o t a l 6 3 4 . 2 . 2 . 5 - C l o r o f i l a a 6 5 4 . 2 . 3 - L a g o a f a c u l t a t i v a s e c u n d a r i a ( F Q ) . 6 7 4 . 2 . 3 . 1 - N i t r o g e n i o a m o n i a c a l ... 6 9 4 . 2 . 3 . 2 - N i t r o g e n i o n i t r i c o 7 1 4 . 2 . 3 . 3 - O r t o f o s f a t o s o l u v e l .... 7 4
r a E l n; A . 2 . 3 . 4 - F o s f o r o t o t a l 4 . 2 . 3 . 5 - C l o r o f i l a a . 4.2.4 - L a g o a de m a t u r a g a o ( M ^ ) 4.2.5 4 . 2 . 6 4.2.7 -4 . 2 . -4 . 1 - N i t r o g e n i o a m o n i a c a l ... 4 . 2 . 4 . 2 - N i t r o g e n i o n i t r i c o 4 . 2 . 4 . 3 - O r t o f o s f a t o s o l u v e l .... 4 . 2 . 4 . 4 - F o s f o r o t o t a l 4 . 2 . 4 . 5 - C l o r o f i l a a L a g o a de m a t u r a g a o ( M g ) 4 . 2 . 5 . 1 - N i t r o g e n i o a m o n i a c a l ... 4 . 2 . 5 . 2 - N i t r o g e n i o n i t r i c o t4 . 2 . 5 . 3 - O r t o f o s f a t o s o l u v e l .... 4 . 2 . 5 . 4 - F o s f o r o t o t a l 4 . 2 . 5 . 5 - C l o r o f i l a a L a g o a d e M a t u r a g a o ( M g ) ..; 4 . 2 . 6 . 1 - N i t r o g e n i o a m o n i a c a l ... 4 . 2 . 6 . 2 - N i t r o g e n i o n i t r i c o ... 4 . 2 . 6 . 3 O r t o f o s f a t o s o l u v e l ... 4 . 2 . 6 . 4 - F o s f o r o t o t a l 4 . 2 . 6 . 5 - C l o r o f i l a a I d e n t i f i c a g a o e c o n t a g e m de a l g a s
5 - DISCUSSAO DOS RESULTADOS
5 . 1 - T e m p e r a t u r a d a s A m o s t r a s . 5 . 1 . 1 - E x p e r i m e n t o t i p o 1 5 . 1 . 2 - E x p e r i m e n t o t i p o 2 5.2 - pH 75 77 79 82 84 85 86 87 89 90 92 95 96 98 99 1 0 1 104 107 1 0 8 1 1 1 112 114 114 1 1 4 115 116
P a. 2 i n a 5 . 2 . 1 - E x p e r i m e n t o t i p o 1 1 1 6 5 . 2 . 2 - E x p e r i m e n t o t i p o 2 1 1 7 5.3 - N i t r o g e n i o A m o n i a c a l 1 1 7 5 . 3 . 1 - E x p e r i m e n t o t i p o 1 1 1 7 5.3.2 - E x p e r i m e n t o t i p o 2 1 1 9 5 . 3 . 3 - A s p e c t o s d a t o x i c i d a d e de a m o n i a p a r a a p o p u l a c a o de a l g a s 1 2 0 5.4 - N i t r o g e n i o N i t r i c o 1 2 1 5 . 4 . 1 - E x p e r i m e n t o t i p o 1 1 2 1 5 . 4 . 2 - E x p e r i m e n t o t i p o 2 1 2 2 5.5 - O r t o f o s f a t o S o l u v e l 1 2 4 5 . 5 . 1 - ^ E x p e r i m e n t o t i p o 1 1 2 4 5.5.2 - E x p e r i m e n t o t i p o 2 1 2 5 5.6 - F o s f o r o T o t a l 1 2 6 5 . 6 . 1 - E x p e r i m e n t o t i p o 1 1 2 6 5 . 6 . 2 - E x p e r i m e n t o t i p o 2 1 2 7 5.7 - C l o r o f i l a a 1 2 8 5 . 7 . 1 - E x p e r i m e n t o t i p o 1 1 2 8 5.7.2 - E x p e r i m e n t o t i p o 2 1 2 9 5.8 - I d e n t i f i c a c a o e C o n t a g e m de A l t a s 1 3 0 5 . 8 . 1 - E x p e r i m e n t o t i p o 1 1 3 0 CONCLUSOES 1 3 3 REFER.ENCIAS B I B L I O G R S F I C A S 1 3 5 ANEXO 1 4 1
1 - INTRODUCAO -* L a g o a s de e s t ab i . l i z ac ao c o n s t i t u e m uma i m p o r t a n t e a l t e r n a t i v a p a r a o t r a t a m e n t o de a g u a s r e s i d u a r i a s d o m e s t i c a s , p r i n c i p a l m e n t e em p a i s e s o n d e o c o r r e a d i s p o n i b i 1 i d a de de g r a n d e s e x t e n s o e s d e t e r r a , e as c o n d i c o e s c l i m a t i c a s f a v o r e c e m s u a o p e r a c a o . 0 t r a t a m e n t o de e s g o t o s em l a g o a s de e s t a b i 1 i z a c a o p o d e a t i n g i r g r a u s e l e v a d o s d e p u r i f i c a c a o t a n t o d o p o n t o d e v i s t a d a r e m o c a o de m a t e r i a l o r g a n i c o , como n o q u e d i z r e s p e i t o a i n a t i v a g a o d e o r g a n i s mos p a t o g e n i c o s . G r a u s v a r i a d o s d e q u a l i d a d e do e f l u e n t e fc " s a o c o n s e g u i d o s com o p r o j e t o de l a g o a s d e • e s t a b i l i z a c a o em s e r i e . T r a d i c i o n a l m e n t e , l a g o a s d e e s t a b i 1 i z a c a o s a o g r a n d e s r e s e r v a t o r i o s r a s o s ( l a g o a s f a c u l t a t i v a s e d e m a t u r a c a o s a o n o r m a l m e n t e p r o j e t a d a s com 1,5 m d e p r o f u n d i d a d e ) n o s q u a i s a g u a s r e s i d u a r i a s s a o t r a t a d a s p r i n c i p a l m e n t e p o r p r o c e s s q s b i o q u x m i c o s . A u t i l i z a c a o de l a g o a s de e s t a b i l i z a g a o m a i s p r o f u n d a s q u e as c o n v e n c i o n a i s t e m s i d o e s t u d a d a s em p a i s e s como E s p a n h a , C h i p r e e I s r a e l , mas e n e c e s s a r i o r e s s a l v a r q u e p r i n c i p a l m e n t e em I s r a e l os r e s e r v a t o r i o s p r o f u n d o s t e m a p r i n c i p a l f i n a l i d a d e d e a c u m u l a r a g u a s r e s i d u a r i a s p a r a u t i l i z a c a o n a a g r i c u l t u r a (MARA e PEARSON, 1 9 8 6 ) . . 0 E n g e l b e r g R e p o r t , 1 9 8 5 , s u g e r e q u e a u t i l i z a c a o
de l a g o a s p r o f u n d a s p o d e r i a m se t o r n a s num i m p o r t a n t e i n s t r u m e n t o de c o n t r o l e de p o l u i c a o , j a q u e p o d e r i a m a s s o c i a r as q u a l i d a d e s do t r a t a m e n t o de e s g o t o s d a s l a g o a s c o n v e n c i o n a i s com e c o n o m i a c o n s i d e r a v e l de t e r r e n o . Em j u l h o de 1985 a EXTRABES ( E s t a c a o E x p e r i m e n t a l de T r a t a m e n t o s B i o l £ g i c o s de E s g o t o s S a n i t a r i o s ) i n i c i o u o m o n i t o r a m e n t o de mo d e l o s em e s c a l a p i l o t o em p r o f u n d i d a d e s da o r d e m de 2,2 m. A i n d a em 1 9 8 5 f o i e s t a b e l e c i d o urn p i a n o de t r a b a l h o p a r a o a c o m p a n h a m e n t o do d e s e m p e n h o de t a i s m o d e l o s , o q u a l c o n s i s t i a b a s i c a m e n t e n a c o l e t a de d a d o s de m o n i t o r a m e n t o com b a s e em a m o s t r a s d i a r i a s e c o m p o s t a s s e m a n a i s , a l e m de e s t u d o s de c a r a c t e r i z a c a o d o s r e a t o r e s ao l o n g o de s u a p r o f u n d i d ad e * 0 e s t u d o do c o m p o r t a m e n t o de n u t r i e n t e s como f o s f o r o e n i t r o g e n i o ( a m o n i a e n i t r a t o ) ao l o n g o de uma s e r i e . - . , de c i n c o l a g o a s com b a s e em d a d o s de m o n i t o r a m e n t o p a r a pe r i o d o s de d e t e n c a o h i d r a u l i c a t o t a i s , de 25 e 40 d i a s , as_ s i m c o m o , o e s t u d o d a d i s t r i b u i c a o v e r t i c a l d e s s e s n u t r i e n t e s f a z e m p a r t e do p i a n o de p e s q u i s a e s t a b e l e c i d o em 1 9 8 5 , e c o n s t i t u e m o p r i n c i p a l o b j e t i v o d e s t e t r a b a l h o . As c o n c e n t r a t e s d o s n u t r i e n t e s e s t u d a d o s ao l o n g o d a s 24 h o r a s , t e n d e r a m s e m p r e a u n i f o r m i d a d e ao l o n g o d a p r o f u n d i d ad e. Os r e s u l t a d o s m o s t r a m q u e l a g o a s p r o f u n d a s em s e r i e , n a o s a o e f i c i e n t e s n a r e m o c a o de n u t r i e n t e s , e s p e c i a l m e n t e a m o n i a e o r t o f o s f a t o s o l u v e l , a s s i m como nao p r o m o v e m a o c o r r i n c i a s i g n i f i c a t i v a do o r o c e s s o de n i t r i f i c a g a o .
2 - REVISAO B I B L I O G R A F I C A 2 . 1 - N i t r o g e n i o e F o s f o r o N i t r o g e n i o e f o s f o r o s a o n u t r i e n t e s i m p o r t a n t e s pa r a t o d a s as f o r m a s de v i d a . A s s i m como o c a r b o n o , e l e s s a o e x e m p l o de e l e m e n t o s c h a v e s na c o n s t i t u i c a o do p r o t o p l a s m a d o s o r g a n i s m o s v i v o s . E s t e s n u t r i e n t e s p o d e m s e r a s s i m i l a d o s s o b f o r m a i n o r g a n i c a ( n u t r i c a o a u t o t r o f i c a ) o u como mo l e c u l a s o r g a n i c a s c o m p l e x a s ( n u t r i c a o h i t e r o t r o f i c a ) . N i t r o g e n i o e f o s f o r o s a o e n c o n t r a d o s em c o n c e n t r a c o e s e l e v a d a s em a g u a s que r e c e b e m m a t e r i a o r g a n i c a c o m p l e x a . N e s s e s a m b i e n t e s a q u a t i c o s e u t r o f i c o s , e x . l a g o a s de e s t a b i 1 i z ac a o , e s s e s e l e m e n t o s n a o se c o n s t i t u e m em f a t o r e s l i m i t a n t e s . S o m e n t e no c a s o de d i s p o n i b i l i d a d e e x c e s s i v a de c a r b o n o , e q u e n i t r o g e n i o o u f o s f o r o , t o r n a m - s e l i m _ i t a n t e s p a r a o c r e s c i m e n t o d a s a l g a s (FERRARA E AVCE, 1 9 8 2 ) . Em a m b i e n t e s de a g u a d o c e , p o r e x e m p l o l a g o s o 1 i g o t r o f i c o s , o f o s f o r o e o e l e m e n t o l i m i t a n t e m a i s comum (GOLDMAN e HOR NE, 1 9 8 3 ) . Os h a b i t a t s n a t u r a i s p o d e m o u n a o f a v o r e c e r o c r e s c i m e n t o d o s m i c r o r g a n i s m o s , e s t a n d o e s t e s s u j e i t o s a c o n d i c o e s l i m i t a n t e s de n u t r i e n t e s . No e n t a n t o , e l e s p o s s u e m a c a p a c i d a d e de se a d a p t a r t a n t o a d i s p o n i b i l i d a d e q u a n t o a e s c a s s e z d e s s e s n u t r i e n t e s .
2.2 - E u t r o f i z a g a o como C o n s e q u e n c i a de u e s p e j o s C o n t e n d o N i t r o g e n i o e F o s f o r o E u t r o f i z a c a o c o n s i s t e no e n r i - q u e c i m e n t o a r t i f i c i a l de c o r p o s d ' a g u a p o r d e s p e j o s r i c o s em n u t r i e n t e s , t a i s co mo, n i t r o g e n i o , f o s f o r o , f e r r o e c a r b o n o . A e u t r o f i z a c a o e urn d o s m a i o r e s p r a b l e m a s de p o l u i c a o a q u a t i c a . Uma g r a n d e c o n t r i b u i c a o p a r a a e u t r o f i z a c a o de s i s t e m a s a q u a t i c o s , o r i g i n a - s e de a g r i c u l t u r a i n t e n s i v a , d e v i d o a a p l i c a c a o de a l g u n s f e r t i 1 i z a n t e s . 0 g r a u de e u t r o f i z a c a o de c o r p o s r e c e p t o r e s e s t a b a s t a n t e r e l a c i o n a d o com o s u p r i m e n t o de n i t r o g e n i o e f o s f o r o . A p o l u i c a o t ' r e 1 a c i o n a d a a p r e s e n c a de n i t r o g e n i o t r a z c o n s e q u e n c i a s g r a v e s , c o m o : d i m i n u i c a o de o x i g e n i o d i s s o l v i d o n o s r i o s e l a g o s ( c o m o r e s u l t a d o d a o x i d a c a o do n i t r o g e n i o a m o n i a c a l ) , e f e i t o s t o x i c o s d a a m o n i a , p a r a os p e i x e s , a u m e n t o d a c o n c e n t r a c a o de n i t r a t o em a g u a p o t a v e l com g r a v e s r i s c o s de s a u d e p u b l i c a . 0 n i t r a t o e m u i t o s o l u v e l em a g u a , p o r t a n t o a s u a r e m o c a o em c o r p o s d ' a g u a e de g r a n d e i m p o r t a n c i a n a p r e v e n c a o de m e t e h e m o g l o b i n e m i a i n i a n t i l . R e c o m e n d a - s e q u e a c o n c e n t r a g a o de n i t r a t o n a o de v a e x c e d e r a 10 m g N / l , em a g u a p o t a v e l . 0 e s g o t o d o m e s t i c o e uma f o n t e r i c a em n u t r i e n t e s n e c e s s a r i o s p a r a o c r e s c i m e n t o do f i t o p l a n c t o n , o q u a l po de s e r e x p r e s s o p e l a s e g u i n t e e q u a c a o (BROCK e t a l i i , 1984):
5 106CO2+16NO3+P04 +122H20+18H + m i c r o n u t r i e n t f c e e n e r g i a s o l a r ^C1 0 6H2 6 3 ° 1 1 0N1 6P ) + 138 V ( 1) p r o t o p l a s m a de a l g a s A t r a v e s d a e q u a c a o ( 1 ) p o d e s e r c o n c l u i d o q u e a ab s o r c a o de N e P p o r a l g a s , o c o r r e numa p r o p o r c a o m o l a r de 16H: I P . 0 f o s f o r o , n o e n t a n t o , e o e l e m e n t o l i m i t a n t e p a r a a p r o d u t i v i d a d e de a l g a s em s i s t e m a s a q u a t i c o s . A n a o d i s p o n i b i l i d a d e d e s s e e l e m e n t o , em d e s p e j s o e / o u e f l u e n t e s , e uma c o n d i c a o m u i t o i m p o r t a n t e p a r a e v i t a r p r o b l e m a s de e u t r o f i z a c a o em c o r p o s r e c e p t o r e s . P a r a m i n i m i z a r e e v i t a r p r o b l e m a s d e e u t r o f i z a c a o , t o r n a - s e n e c e s s a r i o t r a t a r as a g u a s r e s i d u a r i a s , q u e r s e j a m de o r i g e m d o m e s t i c a o u p r o v e n i e n t e s de d e s p e j s o i n d u s t r i a i s . 0 e x c e s s o de n u t r i e n t e s p r o v e n i e n t e s d e e f l u e n t e s de l a g o a s d e e s t a b i 1 i z a c a o , p o d e c a u s a r d e s e q u e 1 l b r i o s n a c o m u n i d a d e b i o l o g i c a de c o r p o s r e c e p t o r e s como t a m b e m de s e n v o l v i m e n t o s e x a g e r a d o s de a l g a s . E s s a s a l g a s ao m o r r e r e m s e d e c o m p o e m p r o d u z i n d o o d o r e s d e s a g r a d a v e i s , a l e m de p r o b l e m a s de t r u b i d e z d a a g u a , c a u s a d a p e l a f l u t u a c a o de_s_ s a m a s s a de a l g a s . Como c o n s e q u e n c i a , a t u r b i d e z i m p e d e a p e n e t r a c a o d a l u z , a f e t a n d o o p r o c e s s o de f o t o s s i n t e s e . 0 a s p e c t o m a i s g r a v e do p r o b l e m a de e u t r o f i z a c a o p o r d e s p e j o s r i c o s em n i t r o g e n i o e f o s f o r o e a d i f i c u l d a d e de s e c o n t r o l a r o p r o c e s s o , p o r t a n t o , d e v e - s e e v i t a r o e x c e s s o d e n u t r i e n t e s em c o r p o s r e c e p t o r e s , e e s s e e um d o s p r i n c i p a l s o b j e t i v o s d a s o p e r a c o e s d e t r a t a m e n t o d e e s g o t o s .
2.3 - C i c l o do N i t r o g e n i o n a N a t u r e z a 0 n i t r o g e n i o e x i s t e n a n a t u r e z a em urn n u m e r o v a r i a do de e s t a d o s de o x i d a c a o q u e s a o d e t e r m i n a d o s p o r i n u m e r a s r e a c o e s de o x i d o - r e d u c a o . A m a i o r p a r t e d e s t a s r e a c o e s s a o r e a l i z a d a s p o r m i c r o r g a n i s m o s . A f o r m a m a i s e s t a v e l e a b u n d a n t e de n i t r o g e n i o n a n a t u r e z a , e o n i t r o g e n i o g a s o s o ( N2) . As r e l a c o e s e m u d a n c a s e x i s t e n t e s e n t r e as v a r i a s f o r m a s de c o m p o s t o s n i t r o g e n a d o s, p o d e m s e r e n t e n d i d a s a. t r a v e s d a d e s c r i g a o do c i c l o d o n i t r o g e n i o , q u e e n v o l v e os s e g u i n t e s p r o c e s s o s : f i x a c a o do n i t r o g e n i o a t m o s f e r i c o , a m o n i f i c a c a o , n i t r i f i c a c a o e d e s n i t r i f i c a c a o . A a t m o s f e r a e r e s p o n s a v e l p e l a m a i o r p a r t e d a r e s e r v a d e n i t r o g e n i o n a n a t u r e z a , e a r e m o c a o d e s s e e l e m e n t o se d a a t r a v e s : ( 1 ) d a s d e s c a r g a s e l e t r i c a s q u e s a o r e s p o n s a v e i s p e l a o x i d a c a o do n i t r o g e n i o g a s o s o p a r a N^O^, q u e se c o m b i n a com a g u a , f o r m a n d o a c i d o n i t r i c o , o q u a l c h e g a a t e r r a a t r a v e s d a c h u v a , e ( 2 ) a t r a v e s da a t i v i d a d e de b a c t e r i a s e c i a n o b a c t e r i a s f i x a d o r a s do n i t r o g e n i o . P l a n t a s , a n i m a i s e m i c r o r g a n i s m o s n e c e s s i t a m de f o r m a s e s p e c T f i c a s de n i t r o g e n i o q u e s e r a o i n c o r p o r a d o s a b i o m a s s a c e l u l a r . A c a p a c i d a d e de f i x a r n i t r o g e n i o a t m o s f e r i c o s e r e s ^ t r i n g e a a l g u m a s b a c t e r i a s e c i a n o b a c t e r i a s q u e p o s s u e m a e n z i m a n i t r o g e n a s e . 0 p r o c e s s o de f i x a c a o de n i t r o g e n i o
n o r m a l m e n t e o c o r r e em a m b i e n t e s p o b r e s de n i t r o g e n i o a m o n i a c a l , e o x i g e n i o d i s s o l v i d o (ATLAS e BARTHA, 1 9 8 7 ) . N e s s e p r o c e s s o , as b a c t e r i a s f i x a d o r a s e c i a n o b a c t e r i a s c o n v e r t e m o n i t r o g e n i o e l e m e n t a r p a r a p r o t e i n a s : „ c e r t a s b a c t e r i a s . „ N_ : r PROTEINAS ( 2 ) 2 c i a n o b a c t e r i a s J As b a c t e r i a - s q u e f i x a m n i t r o g e n i o a t m o s f e r i c o p o d e m s e r ( 1 ) a e r o b i a s h e t e r o t r o f a s : A z o t o b a c t e r s p , K l e b s i e l l a , B a c i l l u s p o l y m y x a , Be i j e r i n c k i a, Myc ob a c t e r i urn f 1 a v u m e S p i r i 1 u r n 1 i p o f e r u m , ( 2 ) a n a e r o b i a s h e t e r o t r o f a s : C l o s t r i d i urn s p e D e s u l f o v i b r i o , ( 3 ) f o t o s s i n t e t i c a s : C h r o m a t i u m , Ch1o r o b i um, Rho do s p i r i l l u m , T h o d o p s e u d o m o n a s e R h o d o m i c r o b i u r o (BROCK e t a l i i , 1 9 8 4 ) . t" A c o n v e r s a o b i o q u i m i c a de n i t r o g e n i o o r g a n i c o p a r a a m o n i a , o u a m o n i f i c a c a o , e r e a l i z a d a p o r m u i t o s m i c r o r g a n i s m o s e a n i m a i s . A f o r m a c a o d e a m o n i a , p e l a a c a o de b a c t e r i a s s a p r o f i t a s , o c o r r e em c o n d i c o e s a e r o b i c a s o u a n a e r o b i c a s , a t r a v i s d a c o n v e r s a o d e s u b s t a n c i a s p r o t e i c a s n a o a s s i m i 1 a v e i s , ou s e j a d o n i t r o g e n i o o r g a n i c o r e m a n e s c e n t e d o s c o r p o s de a n i m a i s e v e g e t a i s m o r t o s , A u r i n a d o s a n i m a i s , q u e c o n t e m u r e i a , um s u b - p r o d u t o d a q u e b r a m e t a b o l i c a d e p r o t e i n a s , e h i d r o l i z a d a s o b a a c a o d a e n z i m a e r e a s e , r e s u l t a n d o n a l i b e r a c a o d e a m o n i a : N H2 C = 0 + H20 U r£ aS e 2HH3 + C 02 ( 3 ) N H2 u r e i a
Uma t e r c e i r a e t a p a do c i c l o do n i t r o g e n i o e a n i t r i f i c a c a o , c a r a c t e r i z a d a p e l a o x i d a c a o d a a m o n i a ou i o n amo n i o p a r a o i o n n i t r i t o , e p o s t e r i o r m e n t e p a r a i o n s n i t r a t o m A c o n v e r s a o de a m o n i a p a r a n i t r a t o , com c o n s e q u e n t e g e r a c a o de e n e r g i a , e um p r o c e s s o com d o i s e s t a g i o s , e n v o i v e n d o d o i s g r u p o s de b a c t e r i a s , N i t r o s o m o n a s e N i t r o b a c t e r N H T * 3/2 09 N i t r O S O m ° n a S 2 H+ • H O + No! + 66 Kcal ( 4 ) 4 2 2 2 NO" + 1/2 02 N i t r ° b a C t e r NO" + 17 K c a l ( 5 ) De a c o r d o com REEVES ( 1 9 7 2 ) a l g u m a s b a c t e r i a s q u i m i o a u t o t r o f as e n t r e as q u a i s N i t r o s o c o c c u s , N i t r o s o s p i r a , N i t r o s o c y s t i s e N i t r o s o g l o e s , p a r t i c i p a m t a m b e m do proce_s_ 4' so de n i t r i f i c a c a o , e m b o r a em m e n o r p r o p o r c a o . E s s a s b a c t e r i a s u s a m como f o n t e de c a r b o n o , o d i o x i d o de c a r b o n o , e o b t e m e n e r g i a a t r a v e s d a o x i d a c a o de s u b s t r a t o s i n o r g a n _ i c o s . A n i t r i f i c a c a o e uma e t a p a m u i t o i m p o r t a n t e no c i c l o do n i t r o g e n i o , uma v e z q u e p r e v i n e a d e s c a r g a de s a i s d e a m o n i o em c o r p o s r e c e p t o r e s , os q u a i s s a o m a i s t o x i c o s p a r a p e i x e s q u e o n i t r a t o . A d e s n i t r i f i c a c a o ( u l t i m o e s t a g i o do c i c l o do n i t r o g e n i o ) e um p r o c e s s o a n a e r o b i o de r e d u c a o b i o q u i m i c a de f o r m a s o x i d a d a s de n i t r o g e n i o , t a i s como n i t r i t o , e n i t r a t o p a r a n i t r o g e n i o g a s o s o . P a r a q u e o p r o c e s s o o c o r r a , com p o s t o s de c a r b o n o o r g a n i c o s a o o x i d a d o s de a c o r d o com a e_ q u a c a o a b a i x o :
4 H 03 + 4 H+ + 5CH20 5C02 + 2N"2 + 7H 0 ( 6 ) Um e x e m p l o d e o r g a n i s m o q u i m i o a u t o t r o f o d e s n i t r i f i c a n t e e o T h i o b a c i 1 l u s d e s n i t r i f i c a n a q u e p r o m o v e a d e s n i t r i f i c a c a o d e a c o r d o com a r e a c a o a b a i x o : 5S + 6N03 +.2H20 5 S 04 + 3 H2 + 4 H+ + e n e r g i a ( 7 ) As b a c t e r i a s h e t e r o t r o f a s , t a i s como, M i c r o c o c c u s , S e r r a t i a , P s e u d o m o n a s e A c h r o m o b a c t e r , t a m b e m a t u a m como d e s n i t r i f i c a n t e s , q u a n d o c o n c e n t r a c o e s de o x i g e n i o s a o b a i x a s . E s s a s b a c t e r i a s a n a e r o b i o - f a c u l t a t i v a s f a z e m p a r t e d a f l o r a b a c t e r i a n a n o r m a l do e s g o t p , e p o d e m r e a l i z a r r e s p i r a c a o a e r o b i a . &• 2 . 3 . 1 - C i c l o do n i t r o g e n i o em s i s t e m a s a q u a t i c o s Em e c o s s i s t e m a s a q u a t i c o s , as f o r m a s de n i t r o g e n i o d i s p o n l v e i s p a r a os f u n g o s , b a c t e r i a s e p l a n t a s s a o p r i n c _ i p a l m e n t e , a . a m o n i a , e o n i t r a t o . No c a s o e s p e c i f i c o de l a . g o s , a f o r m a d i s p o n i v e l m a i s a b u n d a n t e e o n i t r o g e n i o g a s o s o , d e v i d o ao s e u u s o l i m i t a d o p e l o s m i c r o r g a n i s m o s , e a c o n s t a a t e d i f u s a o d e n i t r o g e n i o a t m o s f e r i c o n a m a s s a l l q u _ i da (GOLDMAN e HORNE, 1 9 8 3 ) . 0 p r o c e s s o de f i x a c a o de n i t r o g e n i o g a s o s o em amb_i e n t e s a q u a t i c o s , e n v o l v e p o u c o s g e n e r o s de b a c t e r i a s e c i a n o b a c t e r i a s . M u i t a s d a s c i a n o b a c t e r i a s ( e x . A n a b a e n a e Nos
: o
t o e ) p o s s u e m h e t e r o c i s t o s , q u e s a o as e s t r u t u r a s o n d e a en z i m a n i t r o g e n a s e e e n c o n t r a d a . Os h e t e r o c i s t o s s a o f o r m a d o s s o m e n t e em a m b i e n t e s d e f i c i e n t e s de n i t r o g e n i o (POSTGA TE, 1 9 7 8 ) . E s s e a u t o r t a m b e m a f i r m a q u e a c i a n o b a c t e r i a u n i c e l u l a r G l e o c a p s a , n a o p o s s u i h e t e r o c i s t o s , mas e c a p a z de f i x a r n i t r o g e n i o s o b c o n d i c o e s m i c r o a e r o f i l a s . Em l a g o s r i c o s em c o m p o s t o s d e n i t r o g e n i o , a e n z i m a n i t r o g e n a s e p r e s e n t e n a s c e l u l a s de a l g a s , t e m s u a a t i v i d a de i n i b i d a d e v i d o a p r e s e n c a de a m o n i a . No e n t a n t o , a f i x a c a o d o n i t r o g e n i o p o d e o c o r r e r em c o n c e n t r a c o e s e l e v a d a s de n i t r a t o . A f i x a c a o d o n i t r o g e n i o g a s o s o t a m b e m o c o r r e , embo t," r a em p e q u e n a s q u a n t i d a d e s , a t r a v e s de r e l a c o e s s i m b i o t i c a s . A a s s o c i a c a o e n t r e a A z o 1 1 a e a c i a n o b a c t e r i a A n a b a e n a e um d o s m a i s e f i c i e n t e s s i s t e m a s de f i x a r n i t r o g e n i o . As a l t a s t a x a s d e f i x a c a o do n i t r o g e n i o s a o q u a s e s e m p r e a_ t r i b u i d a s ao s u p r i m e n t o de r e s u l t a d o f o t o s s i n t e t i c o d e h o s p e d e i r o s q u e f i x a m n i t r o g e n i o g a s o s o e n d o s s i m b i o t i c a m e n t e , p e r m i t i n d o q u e a f i x a c a o c o n t i n u e a n o i t e . A a v e n c a a q u a t j . ca A z o l l a e u t i l i z a d a como f e r t i l i z a n t e de n i t r o g e n i o , em c a m p o s de a r r o z n o S u d o e s t e d a A f r i c a ( F A Y , 1 9 8 3 ) . -Em a m b i e n t e s a q u a t i c o s e u t r o f i c o s , o n i t r o g e n i o o r g a n i c o e o m a i s a b u n d a n t e , v a r i a n d o d a f o r m a m a i s s i m p l e s , a u r e i a , a t e m o l e c u l a s m a i s c o m p l e x a s , as p r o t e i n a s . Em e c o s s i s t e m a s a q u a t i c o s , a a m o n i a o r i g i n a - s e d a s t r a n s f o r m a c o e s b i o q u i m i c a s d a u r e i a , e i n d i r e t a m e n t e d a f ix a c a o do n i t r o g e n i o g a s o s o , e a q u a n t i d a d e p r e s e n t e d e p e n d e r a d a s t a x a s de e x c r e c a o a n i m a l , d a a b s o r c a o p e l a s p l a n t a s e o x i d a c a o b a c t e r i a n a . 0 a s p e c t o d a t o x i c i d a d e d e a m o n i a p a r a p l a n t a s e a n i m a i s a q u a t i c o s e de g r a n d e i m p o r t a n c i a uma v e z q u e , a a m o n i a , n a f o r m a de i o n ( N H ^ ) n a o I t o x i c a , mas e s t a n d o p r e s e n t e como NH^ em c o n e e n t r a5 o e s r e l a t i v a m e n t e e l e v a d a s , as s o c i a d a a a l t o s v a l o r e s d e pH, s e t o r n a e x t r e m a m e n t e t o x i c a . C o n c e n t r a c o e s d a o r d e m de 0,5 N - N H ^ / 1 , com v a l o r e s de pH e n t r e 7,5 e 9,0, i n i b e m r a p i d a m e n t e a f o t o s s i n t e s e de c i a n o b a c t e r i a s e a l g u m a s d i a t o m a c e a s em a m b i e n t e s e s t u a r i n o s . C e r t o s c o m p o n e n t e s d e z o o p l a n c t o n , como a D a p h n i a , con s e g u e m s o b r e v i v e r t a uma c o n c e n t r a c a o d e 8 mg N H ^ - N / l . J a p a r a m u i t a s a l g a s o s e f e i t o s t o x i c o s d a a m o n i a s o o c o r r e m a c o n c e n t r a c o e s de 1 0 0 mg N - N H , / 1 , n o e n t a n t o , o u t r a s e s p e c i e s p o d e m v i v e r em c o n c e n t r a c o e s m a i o r e s q u e 5 0 0 mg N-N H . / l (GOLDMAN-N e HORN-NE, 1 9 8 3 ) . A B E L I O V I C H e AZOV ( 1 9 7 6 ) , a
f i r m a m q u e em l a g o a s de e s t a b i 1 i z a c a o a t o x i c i d a d e de a i o n i a p a r a a l g a s , o c o r r e a c o n c e n t r a c a o d e 2 mM e v a l o r e s de pH a c i m a d e , 8 , 0 .
A a m o n i a n a f o r m a d e h i d r o x i d o d e a m o n i o , t o r n a - s e t o x i c a p a r a a n i m a i s a q u a t i c o s . A t o x i c i d a d e v a r i a n a o s_o m e n t e com o p H , mas t a m b e m com a t e m p e r a t u r a , c o n c e n t r a c a o d e o x i g e n i o d i s s o l v i d o , d u r e z a e c o n t e u d o de s a i s n a a g u a
(GOLDMAN e HORNE, 1 9 8 3 ) .
Em l a g o a s de e s t a b i l i z a c a o , a d e g r a d a c a o do n i t r o g _ e n i o o r g a n i c o em a m o n i a ( a m o n i f i c a c a o ) o c o r r e t a n t o em la_
g o a s a n a e r o b i a s como em f a c u 1 t a t i v a s , e em m e n o r p r o p o r c a o n a s l a g o a s d e m a t u r a c a o . 0 n i t r a t o e uma o u t r a f o n t e de n i t r o g e n i o p r e f e r i d a p e l o s o r g a n i s m o s a q u a t i c o s e em l a g o s e r i a c h o s e a f o r m a de n i t r o g e n i o i n o r g a n i c o m a i s a b u n d a n t e . Em a m b i e n t e s a q u a t i c o s a e r o b i o s com r e l a t i v a a b u n d a n c i a de a m o n i a , a c o n c e n t r a c a o d e n i t r a t o a u m e n t a , como c o n s e q u e n c i a d a o x i d a c a o d a a m o n i a a t r a v e s d a a t i v i d a d e d a s b a c t e r i a s n i t r i f i c a n t e s . E s s a s b a c t e r i a s e s t a o p r e s e n t e s n o s o l o e em p e q u e n o n u m e r o n a a g u a . Em l a g o s e s t r a t i f i c a d o s , o d e s e n v o l v i m e n t o d e s s a s b a c t e r i a s s e d a e s p e c i a l m e n t e a t e a t e r m o c l i n a o n d e a m b o s , a a m o n i a e o x i g e n i o d i s s o l v i d o e s t a o p r e s e n t e s . A b a i x o d a t e r m o c l i n a , o n d e p r e v a l e c e m c o n d i c o e s a n a e r o b i a s , a f i x a c a o d o n i t r o g e n i o n a o o c o r r e , e p o r t a n t o h a um a c u m u l o d e a m o n i a . Nas l a g o a s d e e s t a b i 1 i z a c a o , a n i t r i f i c a c a o o c o r r e , m a i s f r e q u e n t e m e n t e , n a s l a g o a s d e m a t u r a c a o d e v i d o a c o n d i c o e s n e c e s s a r i a s q u e e s s e s r e a t o r e s o f e r e c e m p a r a a o c o r r e n c i a d a o x i d a c a o de a m o n i a . De a c o r d o com BROCK e t a l i i ( 1 9 8 4 ) , as b a c t e r i a s n i t r i f i c a n t e s d e s e n v o 1 v e m - s e bem em e f l u e n t e s d e e s g o t o , p o r q u e s a o a m b i e n t e s r i c o s em a m o n i a . 0 n i t r a t o e um n u t r i e n t e q u e n a o e r e q u e r i d o em g r a n d e s q u a n t i d a d e s , p o r p l a n t a s , n a o c a u s a n d o como a a m o n i s , p r o b l e m a s d e t o x i c i d a d e p a r a o p l a n c t o n de l a g o s e r i o s , uma v e z q u e s u a c o n c e n t r a c a o n e s s e s a m b i e n t e s a q u a t i c o s n a o e x c e d e a 1 mgN/1 (GOLDMAN e HORNE, 1 9 8 3 ) .
A m b i e n t e s a n a e r o b i o s , p e r d e m n i t r o g e n i o p o i s o n i t , r a t o p o d e s e r d e s n i t r i f i c a d o p a r a n i t r o g e n i o g a s o s o p e l a a c a o de b a c t e r i a s a n a e r o b i o - f a c u l t a t i v a s . 2.4 - R e m o c a o de N i t r o g e n i o em L a g o a s d e E s t a b i 1 i z a c a o 0 n i t r o g e n i o p r e s e n t e no e s g o t o , o r i g i n a - s e de e x c r e c o e s h u m a n a s e d e s p e j o s i n d u s t r i a l s . A g u a s r e s i d u a r i a s p r e d o m i n a n t e m e n t e d o m e s t i c a s , c o n t e m d e 15 a 5 0 m g N / 1 , s e n do q u e c e r c a de 6 0 % e s t a n a f o r m a d e a m o n i a , e o r e s t a n t e n a f o r m a de n i t r o g e n i o o r g a n i c o , Q u a n d o o e & l u e n t e f i n a l de uma e s t a c a o d e t r a t a m e n t o de e s g o t o t i v e r q u e s e r l a n c a d o em c o r p o s r e c e p t o r e s , a r e m o c a o d e n i t r o g e n i o t o r n a - s e uma i m p o r t a n t e e t a p a do p r o c e s s o d e t r a t a m e n t o . 0 n i t r o g e n i o p r e s e n t e em a g u a s r e s i d u a r i a s ( e x . e s g o t o d o m e s t i c o ) p o d e s e r r e m o v i d o a t r a v e s de p r o c e s s o s f l s i c o - q u i m i c o s e b i o l o g i c o s . Sao c o n s i d e r a d o s p r o c e s s o s f i s i c o - q u i m i c o s , a v o 1 a t i 1 i z a c a o d a a m o n i a , a t r o c a i o n i c a , a c l o r a c a o d e d e f l e x a o , a d e g r a d a c a o t e r m i c a d o s s a i s d e a m o n i a , e a e l e t r o d i a l i s e . A r e m o c a o b i o l o g i c a e p r i n c i p a l ^ m e n t e r e p r e s e n t a d a p e l a i n c o r p o r a c a o d e n i t r o g e n i o a m a s s a c e l u l a r de m i c r o r g a n i s m o s , e p e l o s p r o c e s s o s de n i t r i f y c a c a o - d e s n i t r i f i c a c a o (HARASAWA e t a l i i , 1 9 7 0 ; McGARRY e TONGKASAME, 1 9 7 1 , c i t a d o s p o r P R Z Y T O C K A - J U S I A K e t a l i i , 1 9 8 4 ) . N e n h u m d o s p r o c e s s o s a c i m a c i t a d o s e, n o e n t a n t o ,
c o m p 1 e t a m e n t e e f i c i e n t e , na r e m o c a o de n i t r o g e n i o , j a q u e em a g u a s r e s i d u a r i a s s a o e n c o n t r a d a s v a r i a s f o r m a s n i t r o g e n a d a s q u e r e q u e r e m c o n d i c o e s e s p e c i f i c a s p a r a s e r e m r e m o v i d a s . As a g u a s r e s i d u a r i a s q u e c h e g a m a uma l a g o a de e s t a b i l i z a c a o , s a o c o n d i c i o n a d a s a i n f l u e n c i a de a t i v i d a d e s q u i m i c a s , f i s i c a s e b i o l o g i c a s , q u e a f e t a r a o d i r e t a m e n t e as f o r m a s de n i t r o g e n i o n o s i s t e m a . A r e m o c a o de n i t r o g e n i o , em l a g o a s , o c o r r e a t r a v e s d o s s e g u i n t e s p r o c e s s o s : 1 ) v o 1 a t i 1 i z a c a o d a a m o n i a 2 ) n i t r i f i c a c a o - d e s n i t r i f i c a c a o 3 ) a s s i m i l a c a o p o r m i c r o r g a n i s m o s 2 . 4 . 1 - R e m o c a o de n i t r o g e n i o p o r v o l a t i 1 i z a c a o da a m o n i a A h i d r o l i s e da u r e i a , e a d e g r a d a c a o de c o m p o s t o s o r g a n i c o s , s a o r e s p o n s a v e i s p e l a p r o d u c a o d a a m o n i a q u e e e n c o n t r a d a em e q u i l i b r i o n a a g u a , e n t r e a f o r m a g a s o s a ( N H ^ ) e a f o r m a i o n i c a ( N H ^ ) , de a c o r d o com a e q u a ^ a o : "NH „ + Ho0 NR\ + 0 H_ ( 8 ) 3 2 4 p k a = 9,4 e T = 2 0° c E s t a r e a c a o e a l t a m e n t e d e p e n d e n t e d o pH e da t e m p e r a t u r a . V a l o r e s a l c a l i n o s de pH f a v o r e c e m a p r e s e n c a da f o r m a m o l e c u l a r ( N H - ) • De a c o r d o com I D E L I O V I T C H e M I C H A I L
15 ( 1 9 8 1 ) , t o d a a a m o n i a e e n c o n t r a d a n a f o r m a i o n i c a a 2 0 ° C , e pH 7 , 0 , e n q u a n t o q u e num pH 1 1 , 5 , e s o b a mesma t e m p e r a t u r a , t o d a a a m o n i a e n c o n t r a - s e n a f o r m a g a s o s a . A p r e d o m i n a n c i a d a f o r m a g a s o s a f a v o r e c e a o c o r r e n c i a do p r o c e s s o de v o 1 a t i 1 i z a c a o d a a m o n i a . Sua e f i c i e n c i a em l a g o a s , d e p e n d e , p o r t a n t o , d a t e m p e r a t u r a d a a g u a , d o s v a l o r e s d e pH, e t e m p o d e d e t e n c a o h i d r a u l i c a ( I D E L I O V I T C H e M I C H A I L , 1 9 8 1 ) . E s s e s a u t o r e s c o n c l u i r a m q u e n a e s t a c a o d o v e r a o , com a t e m p e r a t u r a v a r i a n d o e n t r e 25 e 3 0 ° C , a e f i c i e n c i a de r e m o g a o d a a m o n i a , p o r v o 1 a t i 1 i z a c a o f o i c e r c a de 7 0 % p a r a um s i s t e m a de l a g o a s o p e r a d o com t e m p o d e d e t e n c a o d e 7 d i a s . Com o a u m e n t o d o t e m p o d e d e t e n c a o p a r a 14 d i a s , a e f i c i e n c i a d e r e m o c a o a u m e n t o u p a r a 9 5 % . P o r o u t r o l a d o , no i n v e r n o , q u a n d o a t e m p e r a t u r a a t i n g i u v a l o r e s e n t r e 10 e 2 0 ° C , a s e f i c i e n c i a s de r e m o c a o da a m o n i a p a r a t e m p o s d e d e t e n c a o d e 7 e 14 d i a s , f o r a m d e 5 5 - 6 0 % e 7 0 - 7 5 % , r e s p e c t i v a m e n t e. P a r a q u e o c o r r a o p r o c e s s o d e v o 1 a t i 1 i z a c a o d a amo n i a , em l a g o a s d e e s t a b i 1 i z a g a o e n e c e s s a r i o q u e e x i s t a m c o n d i g o e s f a v o r a v e i s p a r a q u e a a m o n i a s a i a d a f o r m a s o l u v e l p a r a a f o r m a g a s o s a . A a t i v i d a d e f o t o s s i n t e t i c a d e aJL gas a u m e n t a o pH d a m a s s a l i q u i d a , £ p a r e c e s e r um f a t o r i m p o r t a n t e p a r a a e f i c i e n c i a d e s s e p r o c e s s o . REED ( 1 9 8 5 ) , e s t u d a n d o a r e m o c a o d e n i t r o g e n i o em l a g o a s , c o n c l u i u q u e g r a n d e s t a x a s d e v o l a t i 1 i z a g a o d a a m o n i a o c o r r e m com v a l o r e s d e pH e n t r e 10 e 1 2 , e q u e e o p r o c e s s o m a i s e f i c i e n t e p a r a r e m o v e r n i t r o g e n i o . No e n t a n t o . , FERRARA e A V C I ( 1 9 8 2 ) , c o n c l u i r a m q u e o p r i n c i p a l m e c a n i s m o de r e m o v e r a m o n i a n a o
f o i a v o l a t i l i z a c a o , e S I B , a a c i v i d a a e D i o i o g i c a de m l c r o r g a n i s m o s . PANO e MIDDLESROOKS ( 1 9 8 2 ) , a s s o c i a r a m r e m o c a o de a m o n i a c o m t r a t a m e n t o a v a n c a d o d e a g u a s r e s i d u a r i a s , e c o n e l u i r a m q u e em l a g o a s f a c u l t a t i v a s , o d e s p r e n d i m e n t o d a a m o n i a e r a o p r o c e s s o m a i s e f i c i e n t e p a r a r e m o v e r n i t r o g e n i o . As l a g o a s f a c u l t a t i v a s a n a l i s a d a s e r a m 3 ( t r e s ) r e a t o r e s p r i m a r i o s c o m p r o f u n d i d a d e d e 1,22 m e t e m p o d e d e t e n c a o h i d r a u l i c a d e 1 0 0 d i a s . Os r e s u l t a d o s d a p e s q u i s a p e r o m i t i r a m e s t a b e l e c e r q u e a 2 0 C e com pH e n t r e 8,0 e 8 , 4 , a r e m o c a o d e n i t r o g e n i o a m o n i a c a l a l c a n5 0 1 1 9 8%, e q u e q u a n d o a t e m p e r a t u r a a u m e n t o u p a r a 2 5 ° C , a e f i e i e n c i a d i m i n u i u p a r a 9 2 % . Os a u t o r e v a t r i b u i r a m t a l c o m p o r t a m e n t o a o s e f e_i t o s d a e s t r a t i f i c a g a o t e r m i c a , e a s p o b r e s c o n d i c o e s d e m i s t u r a p r e v a l e c e n t e s a c i m a d e 2 0 ° C . Um a s p e c t o i m p o r t a n t e r e l a c i o n a d o a v o l a t i l i z a c a o de a m o n i a e a r e c a r b o n a t a c a o n a t u r a l d a m a s s a l x q u i d a d a l a g o a p e l a a b s o r c a o d e GO^ d a a t m o s f e r a . E s s e p r o c e s s o ba_i x a o pH d o m e i o p e l a c o n v e r s a o d o s h i d r o x i d o s p a r a c a r b o n a t o s . A o c o r r e n c i a d a r e c a r b o n a t a c a o a t u a . n o s e n t i d o d a r e d u c a o d a s t a x a s d e v o l a t i l i z a c a o d e a m o n i a , e e s s e e f e i t o e a g r a v a d o . n a e s t a g l o d o i n v e r n o , como c o n s e q u e n c i a d o a b a i x a m e n t o d a t e m p e r a t u r a q u e f a c i l i t a a a b s o r c a o e d i s s o l u c a o d o CO^.
2.4.2 - R e m o c a o d e n i t r o g e n i o p o r n i t r i f i c a c a o - d e s n i t r i f i c a c a o A r e m o c a o d e n i t r o g e n i o p o r rfiitrif i c a c a o - d e s n i t r i f i _ c a c a o o c o r r e a t r a v e s d e p r o c e s s e s o x i d a t i v o s d a a m o n i a pa. r a n i t r a t o ( n i t r i f i c a c a o ) e e n t a o p a r a n i t r o g e n i o g a s o s o ( d e s n i t r i f i c a c a o ) . Em l a g o a s d e e s t a b i 1 i z a c a o , a s t a x a s d e n i t r i f i c a c a o - d e s n i t r i f i c a c a o s a o m x n i m a s p o d e n d o s e r a t r i b u i d a s a b a i x a s c o n c e n t r a c o e s d e b a c t e r i a s n i t r i f i c a n t e s q u e s e t o r nam i n s u f i c i e n t e s p a r a a o x i d a c a o d a a m o n i a . E s s e p e q u e n o n u m e r o d e o r g a n i s m o s n i t r i f i c a d o r e s p o d e s e r c o n s e q u e n c i a d a i n i b i c a o c a u s g d a p o r a l g a s o u a d s o r c a o a p a r t l c u l a s q u e s e d i m e n t a m n a z o n a a n a e r o b i a d a s l a g o a s (FERRARA e A V C I , 1 9 8 2 ) . As b a c t e r i a s n i t r i f i c a n t e s , s a o a e r o b i a s e s t r i t a s , e como em l a g o a s ( p r i n c i p a l m e n t e a s f a c u l t a t i - v a s ) a z o n a ae r o b i a e r e l a t i v a m e n t e p e q u e n a , e s s e s o r g a n i s m o s n a o e n c o n t r a m c o n d i g o e s f a v o r a v e i s p a r a c r e s c i m e n t o , Um f a t o r q u e c o n t r i b u i p a r a b a i x a s t a x a s d e n i t r i f i c a c a o - d e s n i t r i f i c a c a o em l a g o a s e o c i c l o d e a e r o b i o s e e a n a e r o b i o s e v e r i f i c a d o , n e s s e s r e a t o r e s , r e s p e c t i v a m e n t e d u r a n t e o d i a e a n o i t e . 0 e f e i t o i n i b i t o r i o d e a l t a s c o n c e n t r a g o e s d e o x i g e n i o dis_ s o l v i d o s o b r e a d e s n i t r i f i c a g a o e e v i d e n t e uma v e z q u e p r e v i n e a f o r m a g a o d a e n z i r a a n i t r a t o r e d u t a s e, n e c e s s a r i a a t r a n s f e r e n c i a d o s e l e t r o n s f i n a i s p a r a n i t r a t o (BROCK e t a l i i , 1 9 8 4 ) . P a r a REED ( 1 9 8 5 ) a n i t r i f i c a g a o n a o e p r o v a v e l m e n t e
b i l i z a c a o mas s i r e , a v o l a t i l i z a c a o d a a m o n i a e d e p o s i t e e s b e n t i c a s . 2 , 4 . 3 - . U t i l i z a c a o d a s f o r m a s de n i t r o g e n i o p o r o r g s n i s m o s a q u a t i e o s . P a r a s o b r e v i v e n c i a , c r e s c i m e n t o e r e p r o d u c a o , c a d a o r g a n i s m o u t i l i z a n u t r i e n t e s s o b v a r i a s f o r m a s , de a c o r d o com s u a s p r e f e r e n c i a s e l i m i t a c o e s . 0 n i t r o g e n i o e s t a p r e s e n t e em e c o s s i s t e m a s a q u a t i _ c o s com m a i s a b u n f a n c i a n a f o r m a g a s o s a . P e q u e n a s q u a n t i d a . d e s e x i s t e m n a s f o r m a s c o m b i n a d a s d e a m o n i a ( N H ^ ) , n i t r i t o (NC>2) , n i t r a t o ( N O ^ ) e u r e i a (CO ( N H2) ^ ) e c o m p o s t o s o r g a n i c o s d i s s o l v i d o s , 0 n i t r o g e n i o e l e m e n t a r po.de s e r u t i l i z a d o p o r a 1 gu_ mas e s p e c i e s d e c i a n o b a c t e r i a s . O u t r a s c i a n o b a c t e r i a s e a m a i o r i a d a s a l g a s u t i l i z a m c o m p o s t o s de n i t r o g e n i o i n o £ g a n i c o , como s a i s d e a m o n i o , e em q u a n t i d a d e s b e m = m e n o r e s , n i t r i t o , Em h a b i t a t s n a t u r a i s a p r i n c i p a l f o n t e d e n i t r o g £ n i o s a o a m o n i a e n i t r a t o , p o r e m em a g u a s a l t a m e n t e p o l u l d a s o s c o m p o s t o s n i t r o g e n a d o s o r g a n i c o s p o d e m t o r n a r - s e i m p o r t a n t e e p o d e r a e x i s t i r u n a r e l a c a o e n t r e a l g u n s d o s p r o d u t o s d e e x c r e c a o a n i m a l ( a m o n i a , u r e i a , a c i d o u r i c o e ami_ n o a c i d o s ) , e o c r e s c i m e n t o d e c e r t o s f l a g e l a d o s (ROUND, 1 9 8 1 ) .
t u r a s a r t i f i c i a l s o n i t r o g e n i o g e r a l m e n t e e s a i s d e a m o n i a e n i t r a t o , e m b o r a a p r i m e i r a p r e f e r i d a d a m a i o r i a d a s a l g a s . As a l g a s mo g r a c i l i s , T r a c h e l o m o n a s a b r u p t a , T r a c h e l o m o n a s p e r t y i e P h a c u s p y r u m n a o p o d em u t i l i z a r n i t r a t o , de ' a c o r d o com P R O V A S O L I ( 1 9 5 8 ) c i t a d o p o r ROUND ( 1 9 8 1 ) , E u g l e n a u t i l i z a a m o n i a - c o m o s u a u n i c a f o n t e d e n i t r o g e n i o i n o r g a n i c o , e s u a p r e s e n c a p o d e e s t a r m a i s d e p e n d e n t e d e a l t o s n i v e i s d e a m o n i a n o e s g o t o q u e de f o n t e s d e c a r b o n o (PROVA S O L I , 1 9 5 8 e P R O V A S O L I e P I N T E R , 1 9 6 0 , c i t a d o s p o r K O N I G , 1 9 8 4 ) . 0 n i t r o g e n i o n a f o r m a o x i d a d a d e n i t r a t o , p o d e s e r a s s i m i l a d o p e l a s ^ i l g a s a u t o t r o f a s e s t r i t a s . GIBSON ( 1 9 8 4 ) e v i d e n c i a q u e a l g u m a s b a c t e r i a s p u r p u r a s u t i l i z a m n i t r a t o como f o n t e d e n i t r o g e n i o o u a c e p t o r d e e l e t r o n s . 2.5 - 0 C i c l o d o F o s f o r o n a N a t u r e z a e em S i s t e m a s A q u a t i _ c o s Ao c o n t r a r i o d e c a r b o n o e n i t r o g e n i o , o f o s f o r o e um e l e m e n t o e s c a s s o n a n a t u r e z a . 0 f o s f o r o n a o s o f r e , c o m u m e n t e r e a c o e s d e o x i d o - r e d u e a o d e v i d o a o p o t e n c i a l d e r e d u c a o d e f o s f a t o ( p a r a f o s f i t o , h i p o f o s f i t o e f o s f i n a ) s e r m u i t o b a i x o . P o r e s s a r a z a o , a r e a g a o r a r a m e n t e o c o r r e em a m b i e n t e s n a t u r a l s (BROCK e t a l i i , 1 9 8 4 ) . Em e c o s s i s t e m a s a q u a t i e o s , o f o s f o r o o r i g i n a - s e . f u n Em c u 1 s u p r i d o como f o r m a s e j a a v e i s E u g l e n a
d a m e n t a l m e n t e de r o c h a s , como r e s u l t a d o d a e r o s a o n a t u r a l , o u d e a g u a s r e s i d u a r i a s , A c o n c e n t r a g a o d e f o s f o r o i n o r g a n i c o d i s s o l v i d o em I g u a , s o f r e a l t e r a c o e s como c o n s e q u e n c i a d a a b s o r g a o p o r p l a n t a s e a n i m a l s , a s s i m como p e l a e x c r e e a o d e s s e s u l t i m o s . A d e c o m p o s i g a o d e f o s f o r o o r g a n i c o d i s s o l v i d o e / o u p a r t i c u l a d o e f e i t a p o r m i c r o r g a n i s m o s , a t r a v e s d o p r o c e s s o d e a u t o l i s e , com o d e s p r e n d i m e n t o d e f o s f o r o i n o r g a n i c o . 0 f o s f o r o i n o r g a n i c o d i s s o l v i d o e u t i l i z a d o p o r p l a n t a s e m i c r o r g a n i s m o s , a t r a v e s d e r e a c o e s d e f o t o s s i n t e s e e q u i m i o s s i t e s e (WELCH, 1 9 8 0 ) . 0 f o s f a t o h o r m a l m e n t e n a o e r e d u z i d o p o r a t i v i d a d e m i c r o b i a n a , p a r e c e n d o s e r u t i l i z a d o p o r m i c r o r g a n i s m o s d o s o l o e s e d i m e n t o s como a c e p t o r f i n a l d e e l e t r o n s , s o b c° £ d i c o e s a p r o p r i a d a s , P r o v a v e l m e n t e e s t e e u t i l i z a x i o como a c e p t o r f i n a l d e e l e t r o n s n a a u s e n c i a d e o x i g e n i o , n i t r a t o e s u l f a t e 0 p r o d u t o f i n a l d a r e d u c a o d e f o s f a t o p o d e s e r a f o s f i n a ( P H „ ) q u e e v o l a t i l e i n f l a m a v e l em c o n t a c t o com 5 o o x i g e n i o ( A T L A S e BARTHA, 1 9 8 7 ) . 0 f o s f o r o p r e s e n t e em l a g o s o c o r r e em a m b a s as f o r m a s , o r g a n i c a e i n o r g a n i c a . A m a i o r p a r t e d o f o s f o r o org £ n i c o e n c o n t r a - s e p r e s e n t e n a b i o m a s s a v i v a e m o r t a . G r a n d e p a r t e d o f o s f o r o i n o r g a n i c o e s t a s o b f o r m a d e o r t o f o s f a t o . - 3 -2 ( P O ^ ) e em m e n o r q u a n t i d a d e , m o n o f o s f a t o (HPO^ ) . Em l a g o a s d e e s t a b i l i z a c a o , m u i t a s d a s c o n t r i b u i _ g o e s d e f o s f o r o i n o r g a n i c o p r o v e m d a q u e b r a m e t a b o l i c a d e
p r o t e i n a s , e e l i m l n a c a o do f o s f a t o l i b e r a d o n a u r i n a . 0 u s o . d e d e t e r g e n t e s , como s u b s t i t u t e do s a b a o , t e a a u m e n t a do s i g n i f i c a n t e m e n t e a c o n c e n t r a c a o d e f o s f o r o , c o n t r i b u i n d o com a p r o x i m a d a m e n t e m e t a d e d o f o - s f o r o c o n t i d o n o e s g o t o d o m e s t i c o (GOLDMAN e HORNE, 1 9 8 3 ) , 0 f o s f o r o e u t i l i z a d o p e l o s o r g a n i s m o s e n v o l v i d o s n o t r a t a m e n t o b i o l o g i c o de e s g o t o s p a r a r e p r o d u c a o e s l n t e s e d o n o v o t e c i d o c e l u l a r . C e r t a s a l g a s p o d e m a b s o r v e r o f o s f a t o em q u a n t i d a d e s m a i o r e s q u e a s n e c e s s a r i a s p a r a c r e s c i m e n t o , q u e e e n t a o a r m a z e n a d o d e n t r o d a c e l u l a , 0 f o s f a t o e a u n i c a f o n t e -de f o s f o r o p a r a o . c r e s c i m e n t o d o f i t o p l a n c t o n . t " . 0 f o s f o r o p o d e s e r r e m o v i d o d a m a s s a l i q u i d a d e s i s _ t e m a s a q u a t i e o s , a t r a v e s d o p r o c e s s o d e p r e c i p i t a c a o e s e d i m e n t a c a o d e f o s f a t o s . Em l a g o a s de e s t a b i l i z a g a o , s e g u n d o BUCKSTEEG ( 1 9 8 2 ) , o s f o s f a t o s p o d e m s e r r e m o v i d o s a t r a v e s d a i n c o r p o r a c a o n a s c e l u l a s de a l g a s , d u r a n t e o c r e s c i m e n t o , a s s i m c o m o p o r p r e c i p i t a c a o n a f o r m a d e f o s f a t o d e
c a l c i o (Ca-j (¥0^)2^* d e v i d o ao a u m e n t o do pH, como consje q u e n c i a d a a t i v i d a d e d e a l g a s . Em l a g o a s de e s t a b i l i z a g a o , v a l o r e s d e pH a c i m a d e 9,0, o f o r r e a i d u r a n t e o d i a q u a n d o a a t i v i d a d e f o t o s s i n t e t i _ c a d a s a l g a s e m a i o r , o q u e f a v o r e c e a p r e c i p i t a g a o d o f o s f o r o como o r t o f o s f a t o i n s o l u v e l . A n o i t e , q u a n d o s o m e n t e o c o r r e a a t i v i d a d e r e s p i r a t o r i a , h a uma d i m i n u i g a o d o p H , p r o m o v e n d o a r e s s o l u b i l i z a g a o d o f o s f o r o n a m a s s a l i q u i d a .
2.6 - R e m o c a o de F o s f o r . o em L a g o a s de E s t a b i l i z a g a o 0 f o s f o r o o c o r r e n a n a t u r e z a n a s f o r m a s de f o s f a t o s o r g a n i c o s e i n o r g a n i c o s , Em a g u a s r e s i d u a r i a s e f o s f a t o es t a p r e s e n t e n a s f o r m a s o r g a n i c a s , o r t o f o s f a t o e p o l i f o s f a t o s . A f r a c a o o r t o f o s f a t o r e s u l t a d a d e g r a d a c a o d o f o s f o r o o r g a n i c © e p o l i f os'f a t o s p o r m i c r o r g a n i s m o s .
De a c o r d o com NARASIAH e MORASSE ( 1 9 8 4 ) , o t r a t a m e n t o p r i m a r i o r e m o v e de 5 a 2 0 % d o f o s f o r o t o t a l , e n q u a n t o q u e t r a t a m e n t o s e c u n d a r i o p o d e r e m o v e r d e 10 a 3 0 % . E l e s a f i r m a m q u e o r t o f o s f a t o em e f l u e n t e de l a g o a s c o n s t i t u e n t u i a g r a n d e f r a c a o de f o s f o r o t o t a l , p r i n c i p a l m e n t e n a e s t a g a o de v e r a o , c o m a " c o n s e q u e n c i a d e uma m a i o r o c o r r e n c i a d a h i d r o l i s e d e p o 1 i f o s f a t o s . A r e m o c a o de f o s f o r o d o e f l u e n t e d e l a g o a s d e e s t a b i l i z a g a o , t o r n a - s e n e c e s s a r i a p a r a p c o n t r o l e d e e u t r o f i z a g a o d e c o r p o s r e c e p t o r e s , uma v e z q u e a . s u a r e m o g a o a p r e s e n t a um r e a l e e f e t i v o p o d e r d e c o n t r o l a r o c r e s c i m e n t o d e a l g a s em h a b i t a t s n a t u r a i s . A r e m o g a o d e f o s f o r o i n o r g a n i c o d a mas s a l i q u i d a e o r e s u l t a d o d e : ( 1 ) c o a g u l a g l o e a d s o r g a o f l s i c o - q u i m i c a , ( 2 ) a b s - o r g a o p e l a s a l g a s . A d s o r g a o e c o a g u l a g a o p a r e c e m de_ s e m p e n h a r um p a p e l i m p o r t a n t e n a o c o r r e n c i a de r a p i d a r e m o ~ -3 g a o d e g r a n d e s c o n c e n t r a t e s d e o r t o f o s f a t o ( P O ^ ) . A ab_ s o r g a o b i o l o g i c a e o p r i n c i p a l m e i o de r e m o v e r f o s f o r o em l a g o a s de e s t a b i l i z a g a o , e a e f i c i e n c i a d o p r o c e s s o e f u n g a o do t e m p o de d e t e n c a o , t a x a d e c r e s c i m e n t o , c o n c e n t r a
c ao d a b i o m a s s a c e l u l a r . ae a l g a s e o c o n t e u d o d e f o s f o r o n o t e c i d o R e d u c o e s d e f o s f o r o em t r a t amen t o d e e s g o t o s v a r i a n do d e 10 a 9 0 % o u m a i s , s a o r e l a t a d a s como c o n s e q u e n c i a d a a t i v i d a d e d e a l g a s . No e n t a n t o , e s s a a f i r m a g a o p a r e c e s e r i n c o r r e t a e i m p r a t i c a v e l d e v i d o a d i f i c u l d a d e d e s e r e a l i z a r a c o l h e i t a d o t e c i d o c e l u l a r d e a l g a s (BOGAN e t a l i i , 1 9 6 0 ) . S I L V A ( 1 9 8 4 ) o p e r a n d o l a g o a s f a c u l t a t i v a s p r i m a r i e s r a s a s em e s c a l a p i l o t o , t r a t a n d o e s g o t o d o m e s t i c o b r u t o , e n c o n t r o u r e m o g o e s m a x i m a s d e f o s f o r o t o t a l e f o s f o r o s o l u v e l a c e r c a d e 4 1 - 4 7 % e 1 6 - 2 6 % , r e s p e c t i v a m e n t e , p a r a t e m p o s - ' 4 " d e d e t e n g a o d e 9 , 5 - 1 8 , 9 d i a s . Em l a g o a s a n a e r o b i a s r a s a s - - 3 com c a r g a o r g a n i c a v o l u m e t r i c a d e 1 6 0 g DBO^/m . d , S I L V A ( 1 9 8 3 ) , r e l a t o u r e m o g o e s d e f o s f o r o t o t a l d e 4 4 % , e n q u a n t o q u e p a r a f o s f o r o s o l u v e l , a r e m o g a o f o i d e 1 0 % . P o r o u t r o l a d o , HOUNG e GLOYNA ( 1 9 8 4 ) , d e s e n v o 1 v e r a m um m o d e l o c i n e t i c o p a r a r e m o g a o e r e c i r c u l a g a o d e f o s f o r o em l a g o a s , b a .» a . ~ — s e a d o em c i n e t i c a d e 1 - o r d e m , e f l u x o p i s t a o . A t r a v e s de_s_ s e m o d e l o e l e s s u g e r i r a m q u e , s e a e f i c i e n c i a d e r e m o g a o d e DBO e 9 0 % , o f o s f o r o s e r i a r e m o v i d o em 4 5 % . -Em l a g o a s d e e s t a b i l i z a g a o o s p r i n c i p a l s m e c a n i s m o s de r e m o v e r f o s f o r o s a o : 1 ) s e d i m e n t a g a o , como f o s f o r o o r g a n i c o n a b i o m a s s a d o s m i c r o r g a n i s m o s , e 2 ) p r e c i p i t a g a o como o r t o f o s f a t o i n s o l u v e l .
Os m i c r o r g a n i s m o s i n c o r p o r a m g r a n d e q u a n t i d a d e de o r t o f o s f a t o , d u r a n t e o s e u c r e s c i m e n t o , s e n d o p o r t a n t o um c o m p o n e n t e d a f r a c a o d e f o s f o r o o r g a n i c o n a m a s s a l i q u i d a da l a g o a . P o r o c a s i a o d a m o r t e d e s t e s m i c r o r g a n i s m o s , e s u b s e q u e n t e s e d i m e n t a c a o , o f o s f o r o i n c o r p o r a d o n a b i o m a s s a e r e m o v i d o . A p r e c i p i t a g a o d e f o s f o r o o c o r r e como o r t o f o s f a t o i n s o l u v e l ' , q u a n d o o pH a t i n g e v a l o r e s a c i m a d e 9 , 0 . Sob v a l o r e s b a i x o s de p H , a p r e c i p i t a c a o n a o e c o m p l e t a . A e f i c i e n c i a d e r e m o g a o d e f o s f o r o em l a g o a s e m a i s a c e n t u a d a s e a q u a n t i d a d e d e s s e n u t r i e n t e q u e d e i x a a c o l u n a l i q u i d a , p o r s e d i m e n t a g a o o u p r e c i p i t a g a o f o r m a i o r q u e a q u e l a q u e r e t o r n a p o r m i n e r a l ' i z a g a o o u r e s s o l u b i l i z a g a d (MARA e PEARSON, <*1986). 2 . 6 . 1 - U t i l i z a g a o d a s f o r m a s d e f o s f o r o p o r m i c r o r g a n i s m o s a q u a t i e o s M i c r o r g a n i s m o s i n c l u i n d o a 1 g u n s a u t o t r o f o s s a o c a p a z e s d e u t - i l i z a r f o s f a t o s o r g a n i c o s p a r a c r e s c i m e n t o . No ' e n t a n t o , e s s e s f o s f a t o s p a r a s e r e m d i s p o n i v e i s , p r i m e i r a m e n t e s a o h i d r o l i z a d o s p e l a e n z i m a f o s f a t a s e . E s t a e n z i m a l i b e r a - os f o s f a t o s c o n t i d o s n a s m o l e c u l a s o r g a n i c a s . As c i a n o b a c t e r i a s a r m a z e n a m g r a n d e q u a n t i d a d e d e f o s f o r o , como g r a n u l o s d e o r t o f o s f a t o n o i n t e r i o r d a c e l u l a . V a r i a s a l g a s s a o c a p a z e s d e u s a r o f o s f o r o c o n t i d o n o s d e t e r g e n t e s , l a n g a d o s n o e s g o t o (STEWART e ALEXANDER,
1 9 7 1 ; FRANCISCO -e W E I S S , . 1 9 7 3 , c i t a d o s p o r GOLDMAN e BORNE 1 9 8 3 ) . A. a l g a S c e n e d e s m u st u t i l i z a f o s f o r o em q u a n t i d a d e s i g u a i s t a n t o n a f o r m a p a r t i c u l a d a , como n a s o l u v e l . Em g e r a l o f i t o p l a n e t o n s o m e n t e u t i l i z a n o c r e s c i m e n t o o f o s f o r o , n a f o r m a d e o r t o f o s f a t o ( P O ^ ) . R e c e n t e s t r a b a l h o s s o b r e m e t a f o s f a t o s e p o l i f o s f a . t o s m o s t r a r a m a p r e s e n c a d e s s e s c o m p o s t o s n a s a l g a s Ch'lo r e l l a , A n k i s t r o d e s m u s e H y d r o d i c t y o n (ROUND, 1 9 8 1 ) . 4"
3 - M A T E R I A I S E M E T O D O S 3 . 1 - D e s c r i c a o do S i s t e m a E x p e r i m e n t a l 0 s i s t e m a d-e l a g o a s p r o f u n d a s em e s c a l a p i l o t o , n o q u a 1 f o i r e a l i z a d a a p e s q u i s a , e s t a v a l o c a l i z a d o n a EXTRA BES ( E s t a c a o E x p e r i m e n t a l d e T r a t a m e n t o s B i o l o g i c o s d e E s g o t o s S a n i t a r i o s ) e c o n s i s t i a d e 5 ( c i n e o ) l a g o a s d i s p o s t a s em s e r i e , s e n d o uma l a g o a a n a e r o b i a (A^)» s e g u i d a d e uma f a e u l t a t i v a s e c u n d a r i a ( F g ) e 3 ( t i e s ) d e maturacao" ( M ^ , Mg e M g ) . As p a r e d e s v e r t i c a l s d a s l a g o a s , a s s i m como o f u n d o , f o r a m c o n s t r u i d a s em a l v e n a r i a , e r e v e s t i d a s com a r g a m a s s a d e c i m e n t o e a r e i a . A f i g u r a 3 . 1 i l u s t r a e s q u e m a t i c a m e n t e * o s i s t e m a e_x p e r i m e n t a l , e n q u a n t o a f i g u r a 3.2 m o s t r a o s i s t e m a d e l a g o a s p i l o t o em p l a n t a e c o r t e . As c a r a c t e r i s t i c a s f x s i c a s do s i s t e m a e s t u d a d o s a o m o s t r a d a s n o q u a d r o 3 . 1 , e as c a r a c t e r i s t i c a s o p e r a c i o n a i s , p a r a o s e x p e r i m e n t o s t i p o 1 e 2 s a o a p r e s e n t a d o s n o s qua. d r o s 3.2 e 3 . 3 , r e s p e c t i v a m e n t e . 3.2 - A l i m e n t a e a o d a s L a g o a s A l a g o a a n a e r o b i a A7, f o i a l i m e n t a d a com e s g o t o b r u
